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UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JULIO DE MESQUITA FILHO” Faculdade de Ciências Agrárias e Tecnológicas UNESP – CÂMPUS DE DRACENA IMPACTO DAS CONDIÇÕES METEOROLÓGICAS SOBRE OS DEPÓSITOS DAS PULVERIZAÇÕES EM ALVOS ARTIFICIAIS GIOVANA RIBEIRO LOPES PROF. DR. EVANDRO PEREIRA PRADO DRACENA – SP 2019 Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Faculdade de Ciências Agrárias e Tecnológicas do Campus de Dracena - UNESP, como parte das exigências para graduação em Engenharia Agronômica. 2 3 DEDICATÓRIA Dedico as minhas queridas avós, D. Conceição e D. Gabriela. 4 AGRADECIMENTOS Primeiramente agradeço a Deus, minha maior fortaleza e fonte de esperança. Sempre me protegendo e me guiando pelos melhores caminhos que a vida pode me oferecer. A minha família, por todo apoio, dedicação e amor desde a minha infância, principalmente a minha mãe Silvia que sempre me incentivou a estudar e nunca desistir. Agradeço aos meus pais (Silvia e Roberto), pais de coração (Álvaro e Rosa), meus irmãos (Bianca, Vitor e Rafael), minhas avós (Conceição e Gabriela), meus avôs (Jaime e Lauzenor) e meus tios (Renato e Mara) por me ajudar a tornar esse sonho realidade. Ao Luiz Fernando Hoelzle, por todo companheirismo, paciência e amor. As minhas duas amigas, Agatha Argioli e Julia Paschoareli, pela linda amizade que construímos, por todos os momentos que passamos e pelos muitos que virão. Aos meus colegas de turma, principalmente ao Arthur Duarte, Cleiton Alexandre, Odin Mettifogo e Matheus Almeida por todos momentos felizes. As minhas companheiras de república, em especial a Alice Peres, Beatriz Queiróz, Dhara Reis e Lorena Compareti pelos fortes laços de amizade e todas as histórias que temos pra contar. A todos os professores que transmitiram um pouco do seu conhecimento a mim, especialmente ao meu orientador Prof. Dr. Evandro P. Prado, por toda a orientação, dedicação, reconhecimento e auxilio ao longo desses anos. Também agradeço ao professor Ronaldo Cintra que forneceu os dados da estação climatológica e por sempre ser prestativo e atencioso. A todos os técnicos de campo, principalmente ao Alan e Fábio por não medir esforços para me ajudar. Aos técnicos de laboratório Andréia, Lucas, e Heloisa Sr. João. Ao pessoal da secretaria, sobretudo a Edna por toda a doçura, torcida e dedicação. Não poderia deixar de agradecer a instituição FCAT- UNESP que me deu a oportunidade de estudar, apoio e todas as condições para minha formação. Tenho orgulho em ser UNESP DRACENA. 5 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................................ 8 2 REVISÃO DA LITERATURA ................................................................................................. 9 2.1 Tecnologia de aplicação ............................................................................................... 9 2.2 Espectro de gotas em pulverização agrícola ..........................................................10 2.3 Condições meteorológicas recomendadas no momento da pulverização .......12 2.4 Formas de perdas de defensivos agrícolas em pulverização ..............................12 3 MATERIAL E MÉTODOS ......................................................................................................13 3.1 Quantificação dos depósitos da pulverização ........................................................15 3.2 Análise dos dados de deposição ...............................................................................16 3.3 Distribuição de uniformidade .....................................................................................16 3.4 Análise exploratória de dados ...................................................................................17 4 RESULTADOS E DISCUSSÃO ............................................................................................17 4.1 Depósitos das pulverizações .....................................................................................17 4.2 Distribuição de uniformidade .....................................................................................22 4.3 Análise exploratória .....................................................................................................24 5 CONCLUSÃO .........................................................................................................................25 6 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .................................................................................................26 6 RESUMO Na agricultura moderna, dificilmente consegue-se produzir em larga escala e com qualidade sem a utilização de defensivos. Entretanto, essa técnica requer muitos cuidados, pois pode gerar algum tipo de perda, dentre essas, destaca-se as perdas dos produtos para o ambiente. Deste modo, o monitoramento das condições meteorológicas é imprescindível para a tomada de decisão em situações desfavoráveis, pois essas condições podem comprometer as aplicações com perdas significativas. Sabendo a importância do tamanho de gotas e das condições meteorológicas para aplicação eficiente de defensivos, este trabalho teve o objetivo de avaliar o efeito das condições meteorológicas na deposição e a uniformidade de distribuição, proporcionadas por duas pontas de pulverização. Os ensaios foram conduzidos no delineamento inteiramente casualizado, com dois tratamentos, consistindo na pulverização de água com corante por uma ponta de espectro de gotas finas e outra ponta de espectro de gotas grossas com 50 repetições, sendo cada uma representada por uma placa de Petri. No momento das aplicações foram monitoradas as condições meteorológicas: temperatura, umidade relativa do ar e velocidade do vento. O corante depositado nas placas foi quantificado em espectrofotômetro com comprimento de onda 630 nm. Para análise dos dados, os valores dos depósitos das pulverizações foram submetidos à análise de variância e as médias foram comparadas pelo teste t (LSD) a 5% de probabilidade. Os dados foram analisados por meio do programa estatístico R para distribuição de uniformidade e análise exploratória. A partir dos resultados, concluiu-se, maiores valores de deposição não significaram melhor distribuição de uniformidade, situações que a velocidade do vento é acima de 10 km h-¹ a deposição e uniformidade das gotas finas são menores comparadas com as gotas grossas. Em condições meteorológicas favoráveis para a pulverização, as gotas finas apresentaram valores de depósitos maiores em relação as gotas grossas. Os fatores ambientais estão fortemente relacionados a quantidade deposição, o desequilíbrio de um ou mais fatores no momento da aplicação afetou diretamente a eficiência da deposição, reduzindo-a. PALAVRAS-CHAVE: tecnologia de aplicação, classe de gotas, condições meteorológicas. 7 ABSTRACT In modern agriculture, it is difficult to produce large-scale and quality without the use of pesticides. However, this technique is problematic, among these, the loss of products to the environment stands out. Thus, the monitoring of weather conditions is essential for decision making in unfavorable situations, as these conditions may compromise applications with significant losses, and may exceed 50% of the total applied. Knowing the importance of droplet size and weather conditions for the efficient application of pesticides, this work aimed to quantify the deposition and distribution uniformity, provided by two spray tips, under different weather conditions. The experiments were conducted in a completely randomized design with two treatments, consisting of spraying dyewater through a fine droplet spectrum tip and another 50 repeat coarse droplet spectrum tip, each represented by a petri dish. At the time of application, the weather conditions were monitored: temperature, relative humidity and wind speed. The dye deposited on the plates was quantified in a spectrophotometer with wavelength 630 nm. For data analysis, spray deposition values were subjected to analysis of variance and means were compared by t-test (LSD) at 5% probability. Data were analyzed using the R statistical program for uniformity distribution and exploratory analysis. From the results, it was concluded that under the conditions of this experiment, higher deposition values do not mean a better uniformity distribution, a situation that the wind is 4 km h-¹ favored the deposition of fine droplet classes. In unfavorable weather conditions for spraying, the coarse droplets presented higher deposit values than the thin class droplets. Environmental factors are strongly related to the amount of deposition, the imbalance of one or more factors at the time of application directly affected the efficiency of deposition, reducing it. KEY WORD: application technology, drop class and weather conditions. 8 1 INTRODUÇÃO O grande desafio no setor agrobrasileiro é produzir alimentos de qualidade com menor impacto possível ao meio ambiente. Com as mudanças climáticas e exigências ambientais, o uso de tecnologias e práticas de produção sustentável são fundamentais para que o alcance dos objetivos imposto a esse setor. Desta forma, pulverizações para o controle de pragas é uma das áreas que deve ser levada em consideração, segundo dados da Conab 2017 o custo desta prática pode ultrapassar a 22% do custo total por hectare, se realizada de forma incorreta pode elevar o do valor de produção e riscos ambientais. Por essa razão, é necessário a utilização de técnicas e planejamento para otimizar as pulverizações, minimizar riscos ao ambiente e prejuízos. Na agricultura moderna, dificilmente consegue-se produzir em larga escala e com qualidade sem a utilização de defensivos. Deste modo, são utilizadas técnicas para maximizar a qualidade da pulverização, garantindo que o ingrediente ativo atinja o alvo na quantidade necessária para ser eficiente e evite a deposição em qualquer outro lugar que não seja o de interesse. Porém, a contaminação do meio ambiente por perdas nas lavouras são cada vez mais comuns. A aplicação de técnicas que auxiliam a diminuir esses riscos e perdas são indispensáveis no momento da pulverização, tais como: monitoramento das condições meteorológicas, utilização do espectro de gota correto, sobreposição dos jatos de forma correta, velocidade de deslocamento e adequação da taxa de aplicação, são algumas das técnicas que ajudam a reduzir e melhorar a qualidade da pulverização, que é praticado pela tecnologia de aplicação. É de conhecimento geral que gotas da classe fina e muito fina são altamente suscetíveis ao processo de deriva. Devido ao seu menor diâmetro e peso, são mais fáceis de ser carregada pelo vento e não chegar ao alvo. Elas são empregues principalmente quando utiliza-se, produtos de contato, que necessitam de maior cobertura e melhor distribuição para o controle efetivo, já que elas possuem maior facilidade de serem aderidas a superfície das folhas. As gotas da classe grossa e muito grossa possuem maior estabilidade em relação ao vento devido ao seu peso e diâmetro maior, comparado com as gotas finas. Porém, pode ocorrer o escorrimento, devido a junção de várias gotas, formando gotas maiores que não conseguem ficar retidas, podendo contaminar o solo e posteriormente ser levado aos rios. O monitoramento das condições meteorológicas é indispensável para a tomada de decisão no momento da pulverização que deve ser adequado para cada situação como: qual classe de gotas utilizar, pressão de trabalho e volume de calda a ser aplicada. Condições ambientais opostas as ideais podem comprometer as pulverizações com perdas significativas, podendo ultrapassar 50% do total de volume aplicado. Há vários tipos de perdas, a mais comum é a deriva, que é o desvio da trajetória da gota do seu alvo devido ao carregamento 9 pelo vento. Este com velocidade acima de 10 Km h-1 causa a redução na deposição e distribuição de gotas, diminuindo a cobertura. Mas, a ausência de vento também pode ser prejudicial, causando a inversão térmica. Altas temperaturas e baixa umidade do ar favorecem as perdas por evaporação, principalmente das gotas finas, e volatilização das moléculas do produto. Cada produto necessita de um tipo de deposição e distribuição, fungicidas de contato por exemplo, precisam de no mínimo 50 gotas por cm² para controlar seu alvo com eficiência. Já fungicidas sistêmicos, que penetram nas plantas e consegue se translocar a curtas distâncias, não demandam alta cobertura e por isso, a densidade mínima de gotas são de 30 por cm² podendo ser aplicados com gotas maiores, que atenuam os riscos de deriva. O depósito e a distribuição da gota possui comportamento diferente para cada cultura, dependendo do seu estádio de desenvolvimento, arquitetura planta e o alvo biológico a ser controlado. Assim, devemos adaptar as pulverizações para não perder eficiência. Culturas de crescimento ereto a tendência é maior deposição na parte do ponteiro e menor na parte basal da planta devido à grande área foliar, dificultando o controle em partes internas. Neste tipo de situação, a utilização de gotas finas são as mais recomendadas devido a característica de melhor cobertura e maior deposição nas partes mais internas das plantas. Para contribuir com determinado resultado, um dos principais fatores a se atentar é as condições ambientais no momento da pulverização. 2 REVISÃO DA LITERATURA 2.1 Tecnologia de aplicação A utilização de defensivos é uma parte integrante da agricultura moderna o qual contribui de forma significativa na redução das perdas de produtividade e manutenção da qualidade do vegetal (HILZ e VERMEER, 2013). O Brasil é um dos países que apresentam maior eficiência na utilização de defensivos agrícolas e insumos em relação a sua alta produção. Segundo dados da Organização das Nações Unidas para alimentação e agricultura (FAO) somos o 44º na utilização desses insumos, o consumo do pais foi em torno de 4,31 kg de defensivos por hectare no ano de 2016. O grande consumo de defensivos é influenciado pela ocorrência de duas ou mais safras por ano, a quebra de ciclo de reprodução é mais difícil quando se produz o ano todo e as condições de clima tropical favorece o desenvolvimento de pragas (MAPA, 2019). A tecnologia de aplicação é a ciência que estuda a melhor forma de depositar os defensivos no alvo com o mínimo de contaminação e de forma econômica. A preocupação mais crítica dos profissionais envolvidos com a pulverização de defensivos, seja qual for o cultivo, é a maximização da quantidade de ingrediente ativo (i.a.) a ser depositada no alvo, 10 com cobertura uniforme, para propiciar controle eficiente e ao mesmo tempo, evitar a deposição em qualquer outro lugar (FRITZ et al., 2012). Existem conjuntos de práticas que buscam diminuir os efeitos maléficos das pulverizações, que são fundamentais para a tomada de decisão do produtor, auxiliam no planejamento da safra e na redução de custos e riscos. Pulverizações de forma incorreta de defensivos são inúteis, pois não realizam o controle eficaz do alvo. Em alguns casos foi constatado que mais de 50% do volume aplicado pode ser perdido, (CHAIM,2004) e por isso, o conhecimento dos organismos vivos denominados de alvos (plantas daninhas, insetos e doenças) são de suma importância para uma melhor pulverização (GARRIDO; BOTTON, 2017). Cuidados como inspeção do pulverizador, pH adequado da água, requisitos específico do produto químico, tipos de bicos de pulverização,monitoramento das condições meteorológicas são pontos importantes para a adequada pulverização (COGAP; ANDEF, [201-]). Um dos pontos relevantes para o estabelecimento de táticas de controle de pragas na tecnologia de aplicação, é o conhecimento sobre o comportamento do produto no alvo. Defensivos agrícolas sistêmicos apresentam a característica de movimento basepetal, o produto químico se transloca da base da planta para a parte superior, mesmo assim é necessário boa cobertura para que haja penetração do produto nas folhas e com isso, todas as partes da planta seja coberta, principalmente na parte basal. O conhecimento do alvo e seu comportamento é fundamental para uma pulverização de êxito. Conhecer os hábitos alimentares, como se reproduz e estágios de desenvolvimento dos insetos por exemplo, auxilia na tomada de decisão. O modo de sobrevivência, condições favoráveis para o desenvolvimento, estruturas que atacam, como se multiplicam também é importante para um resultado satisfatório no controle de pragas, como as doenças fúngicas ou bacterianas. Quando o alvo biológico é uma planta, características como arquitetura, tipo de crescimento, tipos de folhas, formato, pilosidade, serosidade são fundamentais para o domínio das ações. Nas pulverizações de herbicidas pós-emergentes, a disposição das folhas nas plantas são importantes para saber o comportamento do defensivo agrícola na mesma. Em culturas monocotiledôneas o crescimento foliar é verticalmente, já as dicotiledôneas seu crescimento é horizontalmente, esses fatores ajudam a definir e entender como será a retenção e penetração das gotas pelos tecidos vegetais (ANTUNIASSI, 2012). 2.2 Espectro de gotas em pulverização agrícola O processo de pulverização é a divisão da calda a ser aplicada em múltiplas partículas que carregam os princípios ativos em direção aos alvos, que são denominadas de gotas. Existem diferentes tipos de pontas de pulverização que vão determinar o tamanho das gotas, que são classificadas como: muito fina, fina, média, grossa e muito grossa. O parâmetro utilizado para avaliar o tamanho das gotas é o diâmetro mediano volumétrico (DMV). Este 11 diâmetro divide a massa de gotas de um spray em duas partes iguais de maneira que metade do volume aplicado é constituído por gotas menores que o DMV e a outra metade é composta por gotas maiores. Portanto, uma pulverização não é formada apenas por gotas do mesmo tamanho, o espectro de gotas gerado é uma mistura de gotas de vários tamanhos, existe uma parte que será de gotas maiores e outra de gotas menores que o DMV (COGAP; ANDEF, [201-]). A classe de gotas é um indicativo da capacidade da pulverização de penetrar a massa de folhas e cobrir o alvo. Quanto menor o tamanho da gota gerada, maior a quantidade de gotas por centímetro quadrado. Gotas finas apresentam maior capacidade de cobertura do alvo e penetração. Por esta razão, a pulverização com gotas finas apresentam maior potencial de cobertura, quando utilizadas em condições climáticas adequadas. Mas, quando operadas em situações inadequadas, podem chegar a perdas de mais de 50%, já que são mais sensíveis aos processos de evaporação e deriva. As gotas grossas são utilizadas com a intenção de redução de deriva, seu diâmetro maior apresentam maior estabilidade nas condições meteorológicas menos favoráveis. (CHAIM, 2004) É de conhecimento geral que gotas com menores diâmetros e menor velocidade são mais susceptíveis de serem aderidas na superfície das folhas, proporcionando melhor cobertura. No entanto, essas gotas são mais propensas à deriva aumentando as chances de contaminação. O contrário também é válido onde gotas de maiores diâmetros proporcionam menor risco de deriva, maior dificuldade de se aderirem às folhas e menor índice de cobertura devido à tendência de ricochetearem (BALSARI et al., 2007; BALSARI et al., 2016; DUGA et al., 2017) ou se fragmentarem no impacto com a superfície da folha (BOUKHALFA et al., 2014). A eficiência da pulverização pode ser melhorada quando relaciona-se o alvo, o local que se encontra e o tamanho ótimo de gota para efetivar o controle. Segundo Mathews (1982) de modo generalizado, quando o tipo de alvo for insetos em folhagens, o diâmetro das gotas de 30-50 µm são os mais recomendados quando o alvo são insetos em vôo, o tamanho de gotas recomendado é de 10-15 µm. A superfície do alvo também é um fator importante a se atentar, pêlos ou cera não consegue reter a gota, o uso da gota correta e adjuvantes são necessárias nesses casos. (CHAIM, 2009) Embora poucos consigam visualizar esse processo, a deposição das gotas sobre o alvo a ser controlado é complexa e pode afetar a eficácia dos defensivos agrícolas. A interação entre os parâmetros da pulverização como, tamanho das gotas produzidas assim como a sua distribuição pelo alvo e a cobertura proporcionada pela pulverização, são fatores pouco estudados e que podem ter influência no controle, dependendo do tipo de produto utilizado e das características físico químicas do alvo (RUAS et al., 2011). Busca-se promover a cobertura completa do alvo, mas normalmente não é possível. Na pulverização de produtos 12 sistêmicos a distribuição de gotas não influência muito no resultado, visto que, o produto é redistribuído na planta, ele consegue se translocar a curtas distâncias. A densidade e melhor distribuição de gotas é requerida quando os produtos possuem ação de contato, pois tem ligação direta com eficiência do controle. (CHAIM, 2009) 2.3 Condições meteorológicas recomendadas no momento da pulverização O clima tem um grande efeito tanto sobre a ocorrência de pragas e doenças como também na eficiência obtida após a pulverização de determinado produto. É recomendado que as aplicações de defensivos agrícolas sejam realizadas nos períodos mais frescos do dia, pelo início da manhã e ao final da tarde, com a finalidade de evitar a rápida evaporação do produto aplicado, já que são os horários com menor temperatura e maior umidade relativa do ar. As condições ambientais no momento das pulverizações deve-se respeitar o seguintes limites: temperatura de no máximo 30ºC, umidade relativa superior a 50% e ventos entre 3 a 10 km h–1. (ANTUNIASSI, 2005) Ao realizar pulverizações fora dessas condições podem ocorrer perdas significativas nas lavouras seja por deriva, evaporação, volatilização, lixiviação e lavagem do produto. Temperaturas superiores a 30ºC pode causar a volatilização das moléculas e evaporação das gotas com o ingrediente ativo. A ocorrência de chuvas durante ou logo após a pulverização pode lavar as moléculas do defensivos agrícolas da superfície das folhas das plantas causando a redução da eficiência do tratamento, pois diminui a quantidade absorvida de produto pela planta. O vento deve estar entre 3 e 10 km h-1 acima dessa velocidade as gotas não atingirão o alvo resultando em deriva e podendo atingir locais que não é o alvo de interesse, reduzindo a eficiência de controle e aumentando os custos de produção. A ausência de vento não é recomendado, tendo o potencial de ocorrer inversão térmica (VARGAS; GLEBER, 2005) atrapalhando a deposição de gotas finas, que podem ficar suspensas no ar devido à estabilidade atmosférica, podendo ser dispersas há muitos quilômetros do local de pulverização (SANTOS,2017). 2.4 Formas de perdas de defensivos agrícolas em pulverização São diversas as rotas de escape dos produtos químicos em uma pulverização, sendo as mais comuns, relacionadas as aplicações em situações ambientais desfavoráveis. A deriva é a desvio do defensivo do alvo pelo vento para fora da área de interesse, as gotas menores devido ao seu reduzido peso e tamanho estão mais suscetíveis, podendo ser carregadas com mais facilidades e a maiores distâncias. O problema de não atingir o alvo, além de prejuízos por ter que realizar mais aplicações para obter eficiênciano controle fitossanitário, também está relacionado a atingir outras culturas, gerando contaminação as plantas e animais. 13 Evaporação é a passagem gradual de determinada molécula do estado liquido para o gasoso (MACIEL, 2016). Na tecnologia de aplicação entende-se que a medida que o diâmetro das gotas diminui a relação superfície/volume aumenta consideravelmente, como as gotas finas apresentam uma superfície de contato muito grande, elas evaporam mais rapidamente que as outras classes quando lançadas na atmosfera. As perdas por evaporação podem ser no momento da pulverização, mas também pode acontecer após as gotas serem depositadas e atingirem o alvo, chegando a um potencial de 60% a 80% de perdas (SANTIAGO, 2016). A lixiviação é o processo de solubilização das moléculas do defensivo em água após serem lavadas pelas águas das chuvas ou métodos de irrigação, que podem percolar com a água para o lençol freático contaminando águas subterrâneas (SANTOS, 2017). O carregamento superficial, é o movimento de arraste pela água de enxurrada que pode chegar a algum recurso hídrico próximo a zona de descarga gerando também a sua contaminação (PASSOS; FOLONI; FAGAN, 2011). Volatilização é um processo físico-químico pelo qual uma molécula sofre a mudança de estado que é transferida de estado sólido para forma de vapor, a perda das moléculas de produto é para o ambiente. No caso de alguns herbicidas, em condições climáticas não ideias pode haver perdas de 80 a 90% após poucos dias da pulverização. Por tanto, acredita-se que em situações onde as temperaturas são altas, céu com poucas nuvens, ventos fortes e umidade relativa do ar baixa, ocorre maior volatilização do que em dias de temperaturas amenas com alta umidade relativa e céu encobertos (GEBLER; SPADOTTO, 2005). Com base no exposto, este trabalho teve o objetivo de avaliar o efeito das condições meteorológicas na deposição e a uniformidade de distribuição, proporcionadas por duas pontas de pulverização. 3 MATERIAL E MÉTODOS Os ensaios foram conduzidos no delineamento inteiramente casualizado com dois tratamentos, ponta de espectro de gota fina e ponta de espectro de gota grossa com 50 repetições cada, apresentada na tabela 1. Foram realizadas dez pulverizações, onde somente as duas primeiras foram realizadas dentro da casa de vegetação sem interferência de vento e as outras foram feitas em ambiente aberto. Cada repetição foi representada por uma placa de petri com diâmetro de 12 cm. 14 Tabela 1. Descrição da regulagem para proporcionar os diferentes espectro de gotas Classe de gota Tipo de ponta Pressão de trabalho Velocidade de deslocamento Taxa de aplicação Fina Plano – XR 11002 300 kPa 5 km h-1 190 L ha-1 Grossa Plano – AIXR 11002 300 kPa 5 km h-1 190 L ha-1 Dados do fabricante (Teejet Technologies) As condições meteorológicas como: Temperatura, umidade relativa do ar e vento foram obtidas pela da média dos dados Estação Climatológica da UNESP de Dracena e pelo Termo-higro-anemômetro luxímero digital portátil (modelo THAL-300) e estão apresentadas na Tabela 2. Tabela 2. Condições meteorológicas no momento das aplicações Data Horário Temperatura (ºC) Umidade Relativa (%) Vento (km h-1) 27/06/18 10:31 27,0 35,4 0 22/08/18 16:45 18,2 91,0 0 26/09/18 10:30 29,5 51,3 < 7,8 29/10/18 10:45 25,8 54,5 < 10,5 02/04/19 10:00 25,7 66,3 < 9,0 02/05/19 09:15 23,7 82,3 < 4,0 24/05/19 10:01 18,4 73,3 < 13,2 14/06/19 08:30 23,9 62,3 < 10,6 07/08/19 15:50 30,2 42,5 < 4,6 28/08/19 15:25 32,1 27,5 < 8,0 FONTE: DADOS DE PESQUISA, 2019. Figura 1. Exemplo de aplicação de solução de corante azul brilhante em placas de petri. Faculdade de Ciências Agrárias e Tecnológicas (FCAT – Unesp), Dracena – SP. 15 As placas de Petri foram posicionadas no solo espaçadas em aproximadamente 0,05 m entre as placas no solo e realizaram-se as aplicações do corante artificial Azul Brilhante FCP (Brastok) na concentração de 1,5 g L-1, utilizou-se um pulverizador pesquisa (Herbicat®) pressurizadas por CO² equipado com barra de seis bicos espaçadas em 0,5 m aplicado em velocidade constante de aproximadamente 5 km h-1, mantida a uma altura de aproximadamente 0,8 m em relação aos alvos (Figura 1). As pontas utilizadas no trabalho foram as de jato plano regulado para proporcionar o tamanho de gotas conforme Figura 2. No momento da pulverização foram monitoradas a temperatura, umidade relativa do ar e velocidade do vento. Figura 2. Deposição das gotas finas (a) e gotas grossas (b). 3.1 Quantificação dos depósitos da pulverização Após as aplicações as placas de petri foram tampadas e levadas ao laboratório onde posteriormente foram adicionadas 71,5 mL de água deionizada e lavadas para remoção do corante para análise de absorbância (Figura 3). O corante depositado nas placas foi quantificado em espectrofotômetro (Bioespectro modelo SP 220) com comprimento de onda 630 nm (SCUDELER et al., 2004). Com as concentrações prévias já conhecidas do corante de 15,0; 7,5; 3,75; 1,875 e 0,9375 mg L-1, foi determinado a equação de reta linear que permitiu transformar os valores de absorbância em concentração do corante (mg L -1). De posse dos valores de concentração do corante na calda, concentração do corante (placa) e volume de diluição da amostra foi possível estabelecer o volume capturado pelo alvo através da Equação 1. 𝐶1 × 𝑉1 = 𝐶2 × 𝑉2 (1) Em que: C1 = concentração inicial na calda de aplicação (mg L-1); V1 = volume retido pelo alvo (mL); C2 = concentração detectada no espectrofotômetro (mg L-1); e V2 = volume a b 16 de diluição da amostra (mL). O volume capturado em cada placa em mL foi dividido pela sua respectiva área de coleta obtendo assim a quantidade em mL m-2, posteriormente em L ha-1. Figura 3. Lavagem das placas de Petri com água deionizada. 3.2 Análise dos dados de deposição Para comparação da quantidade depositada entre os diferentes tamanhos de gotas os valores dos depósitos da pulverização foram submetidos à análise de variância e as médias foram comparadas pelo teste t (LSD) a 5% de probabilidade. Essa comparação foi realizada a cada aplicação e uma comparação final com todos os dados obtidos. 3.3 Distribuição de uniformidade Os 𝑋𝑖 dados amostrais (depósitos da pulverização) foram padronizados, ordenados, e a partir deles calculados pela equação 2: ∫ 1 √2𝜋 𝑒 (− 𝑥2 2 )𝑥 − (2) Os quais foram tomados por 𝑥𝑖 ′ para 𝑋𝑖 ′ observações. Para cada tamanho de gota foram utilizadas o ajuste da regressão logística, conforme equação 3 para verificação do comportamento (uniformidade de distribuição da calda de pulverização) da deposição proporcionada pelos diferentes tamanhos de gotas. 𝑌 = 𝑎 1+𝑒𝑏−𝑐𝑥 (3) Para representar a frequência acumulada (F) da deposição da calda pulverizada adotou-se o valor de aproximadamente 1 para o parâmetro “a” do modelo, o qual representa a assíntota máxima da curva. De forma geral, o deslocamento da curva ao longo do eixo x é representado pelo módulo do parâmetro “b”, e a inclinação ou concavidade da curva em 17 relação à frequência acumulada, pelo parâmetro “c”. A precisão do ajuste dos dados do modelo de Logístico foi avaliada por meio dos coeficientes de determinação (R2). Os dados foram analisados por meio do programa estatístico R. 3.4 Análiseexploratória de dados À análise exploratória de dados, programada e executada em R, ambiente de estatística computacional e gráfica, aplicou-se a metodologia de componentes principais, posteriormente, à comprovação de matriz de correlação não-identidade pelo teste de esfericidade de Bartlett; testou-se a significância de autovalores de subconjuntos, rotacionados, ortogonalmente, pelo procedimento de Kaiser-Meyer-Olkin. 4 RESULTADOS E DISCUSSÃO 4.1 Depósitos das pulverizações Na Tabela 3 estão as comparações pelo teste t entre os depósitos das pulverizações proporcionados pelos dois tipos de pontas já apresentados, sob as mesmas condições meteorológicas em cada pulverização e a comparação entre todas as aplicações de cada classe. Tabela 3. Comparações das médias de deposição das gotas finas e grossas pelo teste LSD. Deposição (L ha-1) Data Fina Grossa Média 27/06/18 160,502 B a 170,010 B a 165,256 B 22/08/18 147,652 C b 178,946 A B a 163,299 B 26/09/18 153,038 B C a 141,464 D E b 147,251 C D 29/10/18 134,494 D E a 139,990 E a 137,270 E 02/04/19 147,794 C a 151,224 C D a 149,492 C 02/05/19 202,992 A a 186,590 A b 194,791 A 24/05/19 128,836 E b 142,716 C D E a 135,776 E 14/06/19 95,976 F b 143,874 C D E a 119,925 F 07/08/19 143,856 C D a 135,866 E a 139,861 D E 28/08/19 133,180 D E b 153,934 C a 143,662 C D E Média 144,882 b 154,461 a Médias seguidas por mesma letra, maiúscula na coluna e minúscula na linha, não diferem entre si pelo teste LSD (P< 0.05). FONTE: DADOS DE PESQUISA, 2019. A comparação entre a classe de gotas finas o maior valor de deposição foi de 202,99 L ha-1 (02/05/19) as condições meteorológicas apresentadas nessa situação é a mais indicada para pulverizações com gotas finas, temperatura entre 20 e 30ºC umidade relativa acima de 60% e ventos entre 1 a 5 km h-1(VARGAS; GLEBER, 2005). A menor deposição foi de 95,98 L ha-1 (14/06/19) apesar da temperatura e umidade estar dentro da recomendada o vento estava acima de 10 km h-1 e também a direção pode não ter favorecido a deposição. 18 Para as gotas grossas a quantidade de 186,59 L ha-1 (02/05/19) obteve destaque, assim como para as gotas finas essa condição favoreceu a deposição de ambos espectros. Nascimento et al. (2012), observou que nos períodos mais quentes dos dias as gotas finas apresentaram deposição significativamente menores em relação as grossas. Já a menor deposição foi de 135,87 L ha-1 (07/08/19) essa pulverização está abaixo da média de deposição das gotas grossas a umidade relativa no momento da pulverização e a temperatura estavam desfavoráveis para qualquer pulverização, podendo ser a causa da menor deposição. É de grande relevância ressaltar que mesmo utilizando uma ponta grossa, ainda é gerado gotas finas em uma pequena parte da calda aplicada que são suscetíveis ao processo de deriva. Isso quer dizer que, o espectro de pulverização é a faixa de tamanhos de gotas e que nem todas são do mesmo tamanho (ANTUNIASSI, 2009). As condições no dia 22/08/18 estavam propicias para ocorrer a maior deposição na classe de gotas finas, exceto o vento que nesta condição era zero. Por isso, pode-se ter favorecido a maior deposição de gotas grossas ao invés das finas. Se o vento ambiente tem a função de encaminhar a gota até o alvo, ele é responsável por favorecer a deposição ou desviar o produto do seu destino final. Vento zero diminui significativamente a penetração das gotas nas plantas, principalmente no terço médio e inferior (TORMEN et al., 2012). O comportamento da curva de uniformidade de distribuição foi semelhante para as duas classes de gotas, porém as gotas finas apresentaram uma pequena diferença em relação as gotas grossas representadas pela Figura 4. Apesar de depositar menos, as gotas finas apresentaram maior uniformidade. Figura 4. Frequência acumulada dos depósitos das pulverizações (μl cm-²) em diferentes dias, proporcionados por pontas de espectro de gotas finas e grossas, utilizando o modelo logístico. No dia 26/09/18 observamos que a gota fina apontou maior valor de deposição, no momento da pulverização alguns dos fatores das condições climáticas estavam no limite das recomendadas na literatura. Maior deposição não significa que a distribuição foi uniforme, o 19 vento pode carregar a gota por curtas distâncias e assim depositar na própria lavoura, mas de forma heterogênea, com pontos apresentando maior deposição em relação aos outros. O uso de gotas finas é recomendado quanto há necessidade de uma boa cobertura e penetração no dossel, elas conseguem depositar melhor no interior das plantas (COSTA; POLANCZYK, 2019) Na Figura 5 demonstrou que apesar de ter maior valor de deposição, essas condições não foram adequadas para uma maior uniformidade. Figura 5. Frequência acumulada dos depósitos das pulverizações (μl cm-²) em diferentes dias, proporcionados por pontas de espectro de gotas finas e grossas utilizando o modelo logístico. A pulverização realizada no dia 02/05/19, as pontas que proporcionaram gotas finas obtiveram maiores resultados de deposição. Gotas finas estão mais propensas aos riscos de alterar seu deslocamento em direção ao alvo em comparação com as gotas grossas, porém, quando em condições meteorológicas favoráveis pode apresentar deposição semelhante ou até mesmo superior ao outro tipo de ponta. Por apresentar menores diâmetros possuem facilidade de percorrer maiores distâncias horizontais devido ao ser menor peso e estão mais sujeitas as ações do vento, na prática, é de grande relevância o conhecimento desse efeito para estabelecer zonas de segurança, evitando riscos de contaminações (CUNHA, 2008). É recomendado que no momento das pulverizações haja a presença de ventos leves. Vento abaixo de 3 km h -1 pode causar a inversão térmica, essa condição forma uma camada de ar mais quente próximo ao solo, sendo retirada por uma camada de ar mais fria, causando a suspensão das partículas da pulverização no ar por algum tempo principalmente das gotas finas, que tem maior dificuldade em atingir o alvo desejado, podendo reduzir a eficiência dos defensivos agrícolas e causar contaminação se deslocada para fora da área pulverizada (ADEGAS, 2013). Pulverizações quando a cultura está sob estresse térmico pode diminuir a eficácia da ação do produto, devido a redução do metabolismo da planta em consequência a diminuição da absorção e translocação do produto (VARGAS; GLEBER, 2005). Apesar de apontar ótimos valores de deposição, a uniformidade de pulverização apresentou uma diferença mínima em relação as gotas grossas que foi maior e está representada pela Figura 20 6, isso pode ter ocorrido devido a direção do vento. A variação de deposição em uma lavoura significa que, existiram pontos que houve maior deposição e pontos com menor deposição, podendo implicar em menor eficiência de controle, por causa da subdosagem ou superdosagem (COSTA; POLANCZYK, 2019). Figura 6. Frequência acumulada dos depósitos das pulverizações (μl cm-²) em diferentes dias, proporcionados por pontas de espectro de gotas finas e grossas utilizando o modelo logístico. Na data de 24/05/19, foi a situação que apresentou maior índice de vento (< 13,2 km h -1), vento acima de 10 Km h-1 pode prejudicar a pulverização favorecendo a deriva. Chaim, Valarini e Pio (2000) constatou que a perda de defensivos agrícolas na cultura do feijão é devido ao componente deriva, que desperdiçou 59% do produto aplicado. De acordo com o fabricante, as pontas de XR 11002 proporciona o DMV (Diâmetro médio volumétrico) de 200 µm, são gotas que tem facilidade em ser carregada pelas correntes de ar. Segundo Cunha et al. (2004) “Médias de DMV inferiores a 250 µm indicam risco de deriva, que ocorre principalmente em virtude das gotas menoresque 100 µm”. Portanto a gota grossa obteve maior valor de depósito e de uniformidade de distribuição apresentado na Figura 7. Figura 7.Frequência acumulada dos depósitos das pulverizações (μl cm-²) em diferentes dias, proporcionados por pontas de espectro de gotas finas e grossas utilizando o modelo logístico. 21 No dia 14/06/19 as condições de umidade (62,3) e temperatura (23,9) estavam dentro do padrão indicado para uma pulverização com gotas finas, o fator limitante neste dia estava associado a velocidade do vento, que era superior do que a recomendada. Na comparação de deposição entre gotas, a gota fina resultou em um valor muito inferior em relação a grossa, a direção do vento pode ter causado essa interferência. Isso afetou também a uniformidade da pulverização, sendo mais homogênea na com gotas grossas (Figura 8). Esse tipo de gota tem uma maior estabilidade em condições meteorológicas menos favoráveis. De acordo com o catálogo do fabricante o DMV da gota da ponta AIXR 11002 é de 400 µm. Segundo Cunha et al. (2004) “médias de DMV superiores a 500 µm sugerem problemas de escorrimento que, comumente, ocorrem com gotas maiores que 800 µm”. As gotas grossas possuem peso e inércia maior que as gotas finas por isso sofre menos com as correntes de ar, por tanto tem o menor risco de deriva e perda por evaporação. Entretanto o excesso pode causar o escorrimento dela do alvo, causando prejuízos como: perda do produto, atingir locais indesejados e ineficiência na pulverização (SANTOS, 2019). Figura 8. Frequência acumulada dos depósitos das pulverizações (μl cm-²) em diferentes dias, proporcionados por pontas de espectro de gotas finas e grossas utilizando o modelo logístico. Na data de 28/08/19, o fator limitante para a deposição das gotas finas foi a baixa umidade relativa e a alta temperatura, isso pode ter favorecido a evaporação das gotas. A taxa de evaporação de gotas pequenas cresce inversamente proporcional ao seu diâmetro, quanto menor for o diâmetro maior é a taxa de evaporação em condições desfavoráveis (COSTA et al., 2019). Balan et al. (2008), afirma que pode haver variação de até 90% na deposição de gotas finas, que está ligada ao aumento da temperatura e diminuição da umidade relativa, reforçando a escolha correta das pontas de pulverização em função das condições climáticas. Em relação a uniformidade de deposição as gotas grossas obtiveram o maior rendimento (Figura 9), demonstrando que em situações adversas são as mais recomendadas para reduzir perdas e manter a qualidade da pulverização. 22 Figura 9. Frequência acumulada dos depósitos das pulverizações (μl cm-²) em diferentes dias, proporcionados por pontas de espectro de gotas finas e grossas utilizando o modelo logístico. 4.2 Distribuição de uniformidade Tabela 4. Resultados das análises de regressão das frequências acumuladas dos depósitos proporcionados por gotas finas e grossas. PARÂMETROS Tratamentos Espectro de gota A B C R² 27/06/2018 Fina 1,011 8,239 0,051 0,969 Grossa 1,015 9,175 0,054 0,977 22/08/2018 Fina 1,013 11,116 0,075 0,971 Grossa 1,009 10,083 0,06 0,952 26/09/2018 Fina 1,014 8,099 0,053 0,983 Grossa 1,011 10,83 0,075 0,944 29/10/2018 Fina 1,012 9,839 0,073 0,963 Grossa 1,014 9,985 0,071 0,972 02/04/2019 Fina 1,0123 7,618 0,05 0,98 Grossa 1,007 8,012 0,053 0,926 02/05/2019 Fina 1,013 9,941 0,049 0,976 Grossa 1,013 10,92 0,058 0,973 24/05/2019 Fina 1,005 5,783 0,045 0,982 Grossa 1,013 7,085 0,049 0,976 14/06/2019 Fina 1,01 5,965 0,062 0,954 Grossa 1,01 10,56 0,073 0,97 07/08/2019 Fina 1,01 7,467 0,0517 0,98 Grossa 1,013 12,693 0,0932 0,971 28/08/2019 Fina 1,011 8,193 0,0613 0,97 Grossa 1,01 10,612 0,105 0,935 FONTE: DADOS DE PESQUISA, 2019. A concavidade da curva da frequência acumulada evidencia a uniformidade da deposição, ou seja, quanto maior for o valor do parâmetro “C”, mais uniforme foi a deposição. 23 (a) (b) Figura 10. Frequência acumulada dos depósitos das pulverizações (μl cm-²) em diferentes dias, proporcionados por pontas de espectro de gotas finas e grossas utilizando o modelo logístico. No dia 02/04/2019 apresentado na tabela 4, os valores do parâmetro C estão bem próximos para as gotas finas (0,05) e grossas (0,053), isso significa que a uniformidade de distribuição dessa duas classes de gotas foi similar. A Figura 10a representa esses valores de distribuição, demostrando que quanto mais próximos mais semelhante é o comportamento da curva. As gotas finas tem maior suscetibilidade a sofrer desvios de sua trajetória, porém em situações que a necessidade de uma melhor cobertura, ela oferece distribuição mais uniforme devido as suas características de propiciar mais gotas por cm², em condições ambientais favoráveis a pulverização (SANTOS, 2019). Na data de 07/08/2019 apresentado na Figura 10b, a uniformidade de distribuição da gota fina foi menor em consideração a gota grossa. As gotas do tipo grossa tem maior estabilidade diante das adversidades climáticas, com menores valores de perdas por evaporação e volatilização. As condições no momento da pulverização eram desfavoráveis para qualquer tipo de gota, umidade relativa estava muito baixa e a temperatura estava alta para uma pulverização adequada. Porém as gotas grossas mesmo com condições meteorológicas desfavoráveis para a pulverização, apresentaram valores de depósitos maiores consequentemente, maior estabilidade em relação as gotas da classe fina. Gotas grossas apresentam maior capacidade de chegar ao alvo sem sofrer desvio da sua trajetória, são menos arrastadas pelo vento e sofre menos com o fenômeno de evaporação, por isso em situações climáticas inadequadas são as mais recomendadas para reduzir perdas de defensivos agrícolas. Porém, apresentam menor cobertura, número de gotas por cm² reduzido e baixa capacidade de penetração na cultura (BAESSO et al., 2014). 24 4.3 Análise exploratória Quadro 1. Análise de componentes principais de padrões de deposição por horário de pulverização. Teste de esfericidade de Bartlett Índice/ variável Chi-quadrado 27,57 Grau de liberdade 10 p-valor 0,002 * Teste de Kaiser-Meyer-Olkin Componente I Componente II Favorece a deposição de ambos espectros Relação umidade e temperatura Autovalor 2,88 1,57 Percentual de variância 57,60 31,40 Percentual cumulativo de variância 57,60 89,00 Teste de Pearson Grau de associação linear Deposição de gotas grossas 0,94 * -0,10 Deposição de gotas finas 0,78 * -0,44 Temperatura 0,52 0,81* Umidade relativa de ar 0,69 * 0,65 * Velocidade de vento 0,80 * -0,53 Percentual de contribuição Deposição de gotas grossas 30,64 0,62 Deposição de gotas finas 21,36 12,44 Temperatura 9,30 42,29 Umidade relativa de ar 16,36 26,65 Velocidade de vento 22,35 18,01 * Significativo pelos testes de Bartlett e Pearson. FONTE: DADOS DE PESQUISA, 2019. A análise exploratória refere-se a utilização de técnicas para analisar as correlações entre um número de variáveis, com o principal objetivo de definir a estrutura implícita do conjunto de dados em uma matriz. Os conjuntos definidos são chamados de fatores, que quando interpretados e compreendidos descreve os dados em um número menor de conceitos. A aplicabilidade dessa técnica auxilia na capacidade de acomodar múltiplas variáveis contribui para compreender a relação complexa entre essas variáveis. São formadas para explicar o conjunto inteiro de variáveis não independentemente, ou seja, cada fator é uma variável dependente de um conjunto inteiro de variáveis observadas. Quanto mais próximo a 1 o teste de Kaiser-Meyer-Olkin (KMO) maior é a validação para as variáveis escolhidas (COSTA, 2006). Podemos observar que no componente 1 denominado de, favorece a deposição de ambos espectros,existe uma forte correlação entre a deposição de gotas finas e gotas grossas com a umidade relativa do ar e o vento. 25 No componente 2 denominado de relação entre temperatura e umidade, podemos constatar que os fatores umidade relativa do ar e temperatura estão altamente associados. Figura 11. Mapa fatorial de padrões de deposição por horário de pulverização. Na Figura 5 verifica-se no componente 1, que tanto a deposição de gotas grossas quanto a de gotas finas estão relacionadas e são favorecidas pelo vento, quando este é menor que 10 km -1 conforme é recomendado na literatura. No componente 2 demonstra a relação inversamente proporcional entre umidade relativa do ar (UR %) e a temperatura, quanto maior for a umidade e menor a temperatura favorece os níveis de deposição. Vilela e Antuniassi (2013), verificou que com o aumento da umidade relativa ocorreu o aumento no tempo de evaporação de gotas, ou seja, quanto maior a umidade relativa maior é o tempo que a gota demora para evaporar. E observou que a utilização de adjuvantes reduz os efeitos desse fator, com destaque para o óleo mineral que foi o que menos sofreu com a diminuição da umidade. 5 CONCLUSÃO A pulverização em condições meteorológicas desfavoráveis reduz a deposição e uniformidade de distribuição principalmente das gotas finas. Pulverizações com gotas grossas em condições meteorológicas inadequadas são as mais recomendadas, devido a qualidade de sua deposição. Os fatores ambientais, vento, umidade relativa do ar e temperatura estão fortemente relacionados, o desequilíbrio de um dos fatores ou mais afetam diretamente a eficiência da deposição, causando sua redução. 26 6 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ADEGAS, F. S. Tecnologia de aplicação de agroquímicos. Abrasem, Brasília, v. 1, p.34-37, jul. 2013. 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